Zirconium- and phosphine-assisted C-F bond activation and functionalisation

Activation et fonctionnalisation des liaisons CF assistées par un complexe organométallique du zirconium et par les phosphines Les molécules organiques fluorées se retrouvent dans un large éventail d'applications telles que les produits pharmaceutiques, les produits agrochimiques, l'imagerie médicale, les matériaux, etc. Ceci motive le développement de méthodes simples et efficaces pour la synthèse de molécules organiques fluorées complexes. Néanmoins, la formation sélective de nouvelles liaisons carbone-fluor, en particulier en présence de groupes fonctionnels sensibles, est un défi synthétique. Par conséquent, outre la formation de liaisons C-F par des méthodes organocatalytiques, photocatalytiques ou enzymatiques, une grande attention a été portée ces dernières années au développement de nouvelles réactions de formation de liaisons C-F médiées par les métaux de transition. Jusqu'à présent, des stratégies efficaces ont été développées, mais elles présentent certaines limites. Par exemple, elles nécessitent la présence de groupes directeurs et/ou activateurs. D'un autre côté, des efforts ont été déployés pour utiliser des complexes métalliques pour produire de nouveaux synthons fluorés par activation sélective des liaisons C-F. Dans ce domaine, les réactions conduisant à la formation de liaisons C-E (E ≠ H) à partir de liaisons C-F et catalysées par des métaux de transition précoce abondants revêtent un intérêt tout particulier.. Ce projet de recherche visait à développer des protocoles de synthèse pour la fonctionnalisation régiosélective de la liaison C-F de pyridines polyfluorées promue par un complexe zirconocène intégrant un ligand cyclohexyne hautement contraint. Nous avons montré que la liaison réactive métal-alcyne pouvait s'insérer dans les liaisons C-F, entraînant une alcénylation de l'hétérocycle polyfluoré. Au cours de ce projet de recherche, il a été découvert que le ligand auxiliaire triméthylphosphine seul était également réactif envers la pentafluoropyridine. À partir de ce résultat secondaire, nous avons démontré qu'une large gamme de trialkylphosphines simples étaient capables de fonctionnaliser la pentafluoropyridine conduisant au produit d'homocouplage octafluoro-4,4'-bipyridine et au trialkyldifluorophosphorane ou bien à un mélange de 2,3,5,6-tétrafluoropyridine et difluorophosphorane portant un groupement méthylène-tétrafluoropyridyle, en fonction de la polarité du solvant. L'activation des liaisons C-F sans métal étant très actuelle, nous avons utilisé ces résultats comme point de départ pour développer un système catalytique métallomimétique pour l'hydrodéfluoration et l'aminodéfluoration des (hétéro)aromatiques polyfluorés en présence d'hydrosilanes ou de silylamides. Le catalyseur utilisé est simplement la tri-n-butylphosphine, disponible commercialement.